于无声处做科研

邢多多

胡一鸣看上去很年轻，实际年龄也不到40岁，但在他工作的暗物质与空间天文实验室团队中，已然是一位“老科研人”。2000年，他考入南京航空航天大学机械工程及其自动化专业;2004年进入中国科学院紫金山天文台进行硕士、博士阶段的学习，并开始从事空间天文观测设备的工程化设计工作。

工作15年间，他见证了中国航空航天事业的迅猛发展，先后参加了嫦娥一号和二号伽马射线谱仪、嫦娥三号巡视器粒子激发X射线谱仪（APXS）、高级稀薄电离热量计（ATIC）南极气球飞行实验、悟空号暗物质粒子探测卫星有效载荷（DAMPE）、先进天基太阳天文台（ASO-S）有效载荷等多项重要科学卫星工程研制任务，迅速成长为中国科学院紫金山天文台高级工程师。

给“玉兔”手里揣个“暖宝宝”

看到胡一鸣的第一眼，就打破了常人对科研工作者的所有刻板印象，他个子不高却很爱笑，身穿白大褂却为人谦逊。听他讲述自己的科研工作，就像在经历一次有趣的探险，奇妙科幻，又免不了艰难险阻。

2013年2月2日，中国西昌，嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭送入太空，并顺利完成了为期15天的“观天、看地、测月”的科学探测和其他预定任务，创造了全世界在月工作最长纪录。嫦娥三号拍回来的照片成为了人类时隔40多年首获最清晰月面照片，其中包含大量科学信息。在这次历史性的科研成果中，胡一鳴也参与了其中一项很小却至关重要的工程项目，就是为玉兔号月球车的机械手臂前端探头提供月夜零下180℃的生存保障措施。

“嫦娥三号由月球软着陆探测器（简称着陆器）和月面巡视探测器（玉兔号月球车）组成，玉兔号月球车会在月球表面跑来跑去，并伸出自己的手臂来开展月壤元素的分析与研究，运用的‘法宝正是手臂最前端的探头——粒子激发X射线谱仪。但是由于机械手臂安装在巡视器外部，在月球夜晚零下180℃的环境下，探头很有可能被冻坏，无法正常工作。”胡一鸣要攻克的难题，就是如何在手臂前端提供一个在超低温环境下既不消耗外部能源，又能够持续提供热量的月夜生存装置，“通俗易懂地解释，就是如何给‘玉兔手里揣个‘暖宝宝”。

“暖宝宝”的难点并不在于研发，经过测试后，胡一鸣迅速找到了含有放射性同位素热源（RHU热源），通过辐射加热就能保障前端探头的存储温度。最大的难点在于月夜生存装置内含有钚238同位素，会产生一定辐射风险，因此只能赶在火箭整流罩合罩前安装，从而最大限度减少外界人员接触放射性物质的概率。但这时候安装，就必须要在54.5米的高空中进行操作，加上周围布满重要设备，空间狭小，只能趴在一块横搭着的板子上徒手完成。

“压力非常大，但凡有一个不小心，哪怕将一颗小小的螺丝钉掉下去，都可能使整个航天项目受到无法估量的影响！”为了完成这个动作，为了将时间缩到最短，为了不出现任何误差，胡一鸣直接在实验室里搭建了一个平台来模拟操作，从2012年5月24日开始到2013年年底结束，一套动作整整练习了一年半。

那个过程真叫一个紧张！临近嫦娥三号发射时正值寒冬，胡一鸣穿着薄薄的防静电服，浑身却湿透了，就像外面罩了一件雨衣，里面全是水。虽然安装时间在他娴熟的技术下缩减为八分钟，但是除了手没抖，身体的其他部位全在发抖……

到了今天，胡一鸣依然难忘当时的情形，却也平添了几分自豪，“但这并非我个人的伟大，而是我作为几万分之一、几十万分之一融入了一项伟大的事业”。胡一鸣说。

为一个“预言”付出三代科研心血

“其实，所有的科研工作者都追求着一个共同的目标：洞察自己感兴趣的问题，并找到最终答案。这往往需要一个长期的、经过实践检验的科研流程：形成假设、设计实验、收集数据、解释数据、再次讨论并修正假设……只是不幸的是，现实不会那么一帆风顺。”

在胡一鸣的电脑里，至今存着一张在科幻大片里才能看到的照片，308根600mm长的类似玻璃棒的东西，被“吸”进了一个个小格子中，十分震撼。这张图展现的正是悟空号暗物质粒子探测卫星内部最为关键载荷——BGO量能器的设计方案，它同时承载着二十年、三代科研人的心血。

“BGO晶体形似‘玻璃棒，由其组成的BGO量能器是悟空号暗物质粒子探测卫星的核心载荷，它非常重要，对应的占比也最大，但是发射一公斤航天器上天，就相当于发射一公斤黄金，如何减轻BGO量能器的承载结构，成为了载荷工程化设计过程中至关重要的一步。”

早在1998年，胡一鸣的老师常进就提出了暗物质量子的理想构思，2004年胡一鸣刚进科研组，全组都在灌输一个理念——做一颗属于自己的天文卫星。为了研究原理的可实施性，整个团队一直在摸索、实验。2006年，胡一鸣专门负责研发了一款乳胶脂暗物质探测器来搭载返回式卫星，目的就是给“预言”做铺垫。2008年，胡一鸣又独自一人跑到南极参与ATIC南极气球飞行实验，花了整整两个月，才带回来了极具说服性的数据。

直到2008年，距离构思提出整整过去了十年，针对暗物质的空间探索，常进专门发了一篇文章，才让大家真正关注到这个领域。2008年12月，刘延东副总理得知这一项目成果后，亲自批示：“中国科学家十年磨一剑在暗物质探测方面取得引人注目的成果，这种瞄准世界前沿、勇于创新方法并加强国际合作的做法值得推广。希望科学家们继续努力，勇攀高峰。”从那之后，整个项目才算真正走上正轨。

但是责任大，压力就大！2015年，作为有效载荷结构分系统主任设计师，胡一鸣带领团队成功拿下了悟空号暗物质粒子探测卫星内部的BGO量能器的设计方案项目，来不及高兴，就遇到了大问题。“整个‘悟空号的重量指标被要求控制在1.9吨左右，其内部四台有效载荷就有1.45吨，BGO量能器的重量达1.045吨，占据了整星重量的55%。”胡一鸣解释说：“这就意味着，要想‘悟空号上天，我们必须要将整个BGO量能器承载结构的占比压低到15%以内。”

“这个过程很难，每个细节都得不断地打磨、更改、精进，容不得闪失。”从最初的物理设计分析，到单元制作与试验优化，再到如何提高BGO量能器的荷重比，包括胡一鸣在内的“老中青”三代科研人员齐上阵，整整花了三个月时间反复测试和验证，才最终形成以独有的非金属复合材料空腔蜂窝型箱体支撑结构为核心的暗物质粒子探测卫星BGO量能器的设计方案。

通过这个方案，使得BGO量能器在原有的基础上增加了4.46个辐射长度，提高了探测能段上限。同时减少了量能器占空比，使BGO量能器100GeV以上电子探测效率提高到98%，保证了整体结构稳定性和热稳定性，并且大幅度提升了“悟空号”卫星的探测能力及在轨寿命，堪称历史性的突破成果。

2015年12月17日8时12分，在甘肃酒泉卫星发射基地，胡一鸣和团队成员守护着“悟空号”成功上天。升空的那一刻，所有人都很激动，甚至兴奋，将近二十年、三代科研人员的心血，让这群人等了太久。

舍小家，顾大家

法布尔在《蝉》中写过一句话：“四年黑暗中的苦工，一个月阳光下的享乐，这就是蝉的生活。”从工作之初到现在，胡一鸣对这句话的感受越来越深，也越来越能领悟这句话的意思。但他始终觉得，科研工作者并不是寻求一个不可替代性的位置才来做科研，“科研对大多数人来说并不是追求英雄的道路”。但要问起有没有愧对的人，胡一鸣也坦言：“只有家人。”

2012年5月24日，这个日子胡一鸣永远忘不了，那天他的大儿子刚出生，第二天他就去了北京，前前后后整整一个月，正好满月那天赶回来。“满月宴全靠家人和同事张罗，我只是匆匆忙忙从机场赶到了饭店，好像喝的是别人家小孩的满月酒。”

“但是没办法，人生就是一个从0到1的过程，从事我们这个工作的人，物质保障到了一定程度，就更应该具有国家情怀。”只是身为儿子、丈夫、父亲，胡一鸣不想也不愿错过任何一次与家人相处的机会，于是陪伴他们时总是会特别用心。

有一次他带儿子去北京天文馆参观，里面展览了玉兔号月球车模型，胡一鸣告诉儿子里面有一个很小很小的东西是爸爸装的，结果儿子变得很高兴、很兴奋，强烈要求合影，说要带回去给其他小朋友看。胡一鸣说：“那是我最自豪的一刻，比得了任何奖都开心。”

对话

《风流一代》：如果用一種动物来打比方，你会用什么来形容自己？为什么？

胡一鸣：海豹，可能看起来很可爱而懒惰，对很多事情感兴趣就盯着玩耍，但实际上，它是环境中最强大的掠食者之一。我的性格就是表面很随和，但是做科研时，必须集中所有精力、专心致志，做到“一击命中”。

《风流一代》：如何理解“专注”？

胡一鸣：就是做自己最擅长的事。从工作到现在，我做的事非常杂，需要我出力的方方面面都在参与，但我不赞成这种模式，我认为科研工作者不该求多，应该求精。专注的另一面还有坚持，坚持一件事情很重要，有可能曙光不会来得那么快，但是认准一件事情就要做到有结果，用句不太恰当的话来比喻，就是“撞到南墙再回头”。

《风流一代》：近几年，自嘲为“青稞”“青椒”的青年科技工作者群体，渐渐成为“青焦”。您怎样看待“科研人员坐冷板凳”这种现象？

胡一鸣：这个行业对基层科研人员显示度确实不高，但是我觉得首先要把自己的心态调低，虽然做的事是“高精尖”，可我们做的就是普普通通的活。在平凡的岗位上做平凡的事，贡献自己平凡的青春，我相信当你老了以后，回顾你这一生，虽然坐的是“冷板凳”，但是你的经历很充实，别人无法替代。

《风流一代》：知乎上有一个话题：“佛系”精神对科研工作者是利是弊？您怎么看？

胡一鸣：科研工作不是说你喜欢就专心致志，不喜欢就“随波逐流”，而是静下心、坐得住、沉得住，不惊不喜、不焦虑、不抑郁;开始做这件事，身体还有情绪就自然而然地调整到一种最佳状态，绝不能“佛系”。